Цифровой фазометр Советский патент 1984 года по МПК G01R25/00 

1 Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для измерения сдвига медцу двумя электр ческими периодическими колебаниями одной и той же частоты и может использоваться, например, в цифровых измерителях среднего значения крутящего момента. Известен цифровой фазометр среднего значения, содержащий два формирователя, три триггера, четыре элемента И и реверсивный счетчик, входы которого соединены с выходами третьего и четвертого элементов И, первыми входами соединенных с клеммой калиброванного временного интер вала, вторыми - с клеммой генератор счетных импульсов, а третьими - с соответствукмцими выходами третьего триггера, входы которого соединены с выходами первого и второго элемен тов И, причем первьй вход первого элемента И соединен с выходой перво го формиро1зателя и входом первого триггера, а второй вход - с выходом первого триггера, при этом первый вход второго элемента И соединен с выходом второго формирователя и входом второго триггера,а второй вход - с выходом второго триггераC1 Однако данный фазометр сложен и имеет недостаточную точность опреде ления фазовый сдвигов при значениях близких к нулю. . I Известен также цифровой фазометр среднего значения, содержащий первы и второй формирователи, два триггер три элемента И и реверсивный счетчик, входы которого соединены с выходами элементов И, первыми входами соединенных с клеммой калиброванног временного интервала, вторыми входа ми - с клеммой генератора эталонной частоты, а третьими входаки - с соответствующими выходами первого триггераj первый вход которого сое динен с выходом первого формирователя и входом второго триггера, а второй - с выходом третьего элемента И, первьй вход которого соеди нен с выходом второго формирователя а второй - с выходом второго триггера Г21. Недостатком известного фазометра является низкая точность определения фазовых сдвигов вблизи нуля при флуктуациях фазы. . 92 Цель изобретения - повышение точности измерения при флуктуациях фазы вблизи нулевого фаз.ового сдвига. С этой целью в цифровой фазометр, содержащий первый и второй формирователи, первый и второй триггеры, первый и второй элементы И и реверсивный счетчик, входы которого соединены с выходами элементов И, причем первые входы последних соединены соответственно с прямым и инверсным выходами первого триггера, вторые входы элементов И соединены с клеммой копиброванного временного интервала, а третьи - с клеммой генератора счетных импульсов, при этом выход первого формирователя соединен с первым входом первого триггера, введён элемент ШШ, входы которого соединены с выходами первого и второго формирователей, а выход - с входом второго триггера, выход,которого соединен с четвертыми входами обоих элементов И, при этом выход второго формирователя соединен с вторым входом первого триггера. На чертеже представлена структурная схема цифрового фазометра. Цифровой фазометр состоит из двух формирователей 1 и 2, первого триггера 3, элемента ИЖ 4, второго триггера 5, первого 6 и второго 7 элементов И, реверсивного счетчика 8v Входной опорный сигнал поступает на вход формирователя t, выход которого соединен с первым входом первого триггера 3 и одним из вхоов элемента ИЛИ 4. Входной измерительный сигнал поступает на вход ормирователя 2, выход которого соединен с вторым входом первого триггера 3 и другим входом элемена ИЛИ 4, выходом соединенного входом второго триггера 5. Выход триггера 5 соединен с одними из входов элементов ИЛИ 6 и 7, другие ходы которых соединены соответтвенно с вьпсодами первого триггера, клеммой калиброванного временного нтервала и клеммой генератора счетных импульсов, при этом выходы лементов И соединены с входами еверсивног:о счетчика. Цифровой фазометр работает слеующим образом.

3i

Опорные импульсы с выхода формировагеля t поступают на вход S, а измерительные импульсы подаются на вход R. RS -триггера 3. Одновременно эти-импульсы подаются на элемент ИЛИ 4, с выхода которого суммарный импульсный сигнал подается на счетный вход триггера 5. Таким образом, триггер 3 после прихода опорного импульса устанавливается в состояние 1, а после прихода измерительного - в состояние О, Триггер 5 изменяет свое состояние после прихода любого последующего импульса, В результате триггер 5 после начала тзмерения формирует импульсы с длительностью, пропорциональной фазовому сдвигу, как при неизменном порядке чередования опорных и измерительных импульсов, так. и после изменения порядка их чередования.

Импульсы с выхода триггера 5 подаются на вторые входы элементов ИЛИ 6 и 7, на другие входы которых подаются соответственно калиброванный временной интервал и квантукицие импульсы частотой f с генератора счетных импульсов. . При прямом чередовании импульсов после начала измерения, когда опорны импульс опережает измерительный, импульсу на вьпсоде триггера 5 соответствует состояние 1 триггера 3 и через элемент И 7 на суммирующий вхо

94

реверсивного счетчика 8 подаются пачки квантующих импульсов, пропорциональных фазовому сдвигу. В случае установления в течение вре мени измерения обратного порядка чередования импульсов, т.е. когда измерительные импульсы опережают опорные, единичному импульсу на выходе триггера 5 соответствует состояние О триггера 3, и пачки импульсов через элемент И 6 поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика 8.

Таким образом, число импульсов,

поступившее в счетчик 8 за время измерения, пропорционально среднему значению фазового сдвига.

В цифровом фазометре повьшается точность измерения фазового сдвига

при флуктуацияX фазы вблизи нулевого фазового сдвига за счет усреднения результатов измерения.

Измерение сдвига фаз является одной из основных операций измерителей

среднего значения крутящего момента. Использование предлагаемого фазометра позволяет значительно повысить точность измерения крутящего момента. Базовым объектом для предлагаемого

устройства является моментомер,

погрешность которого при статической градуировке равна 0,2%, а при использовании предлагаемого фазометра в моментомере погрешность составляет

не более О,1%.

ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР, содержащий первый и второй формирователи, первый и второй триггеры, первый и второй элементы И и реверсивный счетчик, входы которого соединены с выходами элементов И, причем первые входы последних соединены соответственно с прямым ц, инверсным выходами первого триггера, вторые входы элементов И соединены с клеммой калиброванного временного интервала, а третьи - с клеммой генератора счетных импульсов, при этом выход первого формирователя соединен с первым входом первого триггера, отличающийся тем, что, с целью првышения точности измер ения при флуктуациях фазы вблизи нулевого фазового сдвига, в него введен элемент ИЛИ, входы которого соединены с выходами первого и второго формирователей, а выход - с входом второго триггера, выход которого соединен с четвертыми входами обоих элементов И, при этом выход второго формирователя соединен с вторьм входом первого триггера.